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使用硬件在环 (HIL) 验证设计并降低可再生项目交付的风险

使用硬件在环 (HIL) 验证设计并降低可再生项目交付的风险

EPEC 集团是澳大利亚的一家工程承包商,参与整个连接过程,从建模和设计到变电站建设、测试、调试和合规性测试,再到规模从几十兆瓦到几千兆瓦的项目的全面商业产出。将这些系统并入电网需要一个详细的过程,包括制定和协商发电机性能标准、控制系统设计和建模以及系统调试和测试。我们在交付这些项目中积累的经验凸显了导致延误的关键问题,例如现场硬件性能与建模行为之间的差异,这可能导致在实现全面商业产出之前出现数月至数年的延误。

资产所有者正在经历大型工厂的收入损失,每天可能超过 10 万澳元,建筑公司也正在经历违约赔偿金和延期成本造成的经济损失,从而导致市场退出或行政管理。环路中的硬件测试对于缓解和减少这些问题至关重要。

EPEC 集团与昆士兰大学合作,发现了导致项目延误的几个常见问题:

  • 设计结构- 采购的设备不能满足预期目的或没有必要。
  • 通信延迟- 模型匹配不准确或通信延迟和控制器周期时间数据缺失会导致超调和不稳定。
  • 建模差异- 提供的模型往往与实际硬件不同,存在功能缺失或额外功能以及不切实际的简化。
  • 人为错误- 将模型参数转换为硬件设置时出现错误,包括转换系数不正确,经常造成延误。
  • 集成风险- 由于系统集成方面的挑战,多供应商项目经常面临延误。
    硬件/固件问题 - 控制器可能性能不佳或存在固件问题,导致系统控制不佳。
  • 硬件/固件问题- 控制器可能性能不佳或存在固件问题,导致系统控制不佳。

在最近的一个 50 兆瓦太阳能项目中,EPEC 集团利用 HIL 预调试方法解决了 15 个以上与控制系统的集成、建模和硬件设计相关的问题。HIL 验证节省的时间估计约为 5 个月。此外,测试还大大降低了 EPC 承包商违约赔偿的风险。

马蒂-约翰逊

EPEC 集团

引用图片

HIL(硬件在环)测试历来被原始设备制造商和研究人员用于设计和测试设备。然而,EPEC 集团已将 HIL 测试重新用作项目交付方法,以降低连接过程中的风险。这种方法包括一个预调试阶段,在这一阶段,工厂级控制(如工厂控制器、PQ 表、SCADA)与硬件集成,大功率组件(如逆变器、网状系统和变压器)与模型集成。测试装置示例见图 1。

工业电气控制盘,具有多个电源模块、断路器、可编程逻辑控制器 (PLC)、以太网交换机和布线,标有 "DANGER 240 "警告标志和数字监控显示。

然后根据典型的调试计划对系统进行测试,并根据模型进行验证,以确保硬件符合设计规范和监管标准。HIL 测试的优势包括快速设计和验证、在项目截止日期前发现问题,以及避免使用电网作为测试平台。

EPEC Group应用 HIL 测试对降低项目交付风险至关重要,它可在现场部署前通过实际硬件验证控制系统和模拟实际条件。这种积极主动的方法可提高项目效率,确保符合法规要求,并降低与硬件和模型差异相关的风险。

欲了解更多详情或获取研究论文,请致信newbusiness@epecgroup.com.au

OPAL-RT (OP5650 XG)HYPERSIM 仿真 装置的方框图,显示了网络、功率放大器、逆变器、Modbus 接口、SCADA、PPC 和仪表之间的相互作用,测量和控制信号流经主控制回路。

背景图片

EPEC 集团利用 HIL 降低可再生能源项目交付风险